10、数据网络技术与协议解析

数据网络技术与协议解析

1. 数据网络技术概述

随着智能电表的广泛部署，每个用户端的智能电表未来可能都需要独立的 IP 地址，但 IPv4 的地址数量有限，难以满足大量端点的需求。IPv6 应运而生，它将 IP 地址空间从 32 位（IPv4）扩展到 128 位，还引入了许多新特性，如扩展的数据包头部、地址配置、对 QoS 的扩展支持以及组播功能等。除非特别说明，一般提到的 IP 通常指 IPv4。

2. TCP 和 UDP 协议

在 IP 之上定义了两种传输层协议标准：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。不过，有些应用可能既不使用这两种协议，也不使用其他第 4 层协议。

2.1 TCP 协议

IP 根据目的 IP 地址将单个数据包从源端传输到目的端。而面向连接的 TCP 则提供了从源第 4 层实体（源端口）到目的端口的可靠第 4 层消息传递。TCP 会对源端口发送的每个数据包进行确认，检测丢失的数据包并进行重传。此外，第 4 层头部的序列号用于将接收到的数据包重新组装成第 4 层消息。TCP 还提供 2 字节的校验和，用于检测整个 IP 数据包中的错误，实现了端到端的错误检测。由于 TCP 需要路由器和链路资源来支持其可靠性特性，因此被认为是一种重量级协议。TCP 头部至少 20 字节长，包含目标和源端口号、序列号、确认号、校验和等参数，选项还可以将头部扩展到 20 字节以上。需要注意的是，TCP 是在端点之间定义的，中间路由器不参与 TCP 协议。许多应用，包括智能电网的许多应用，都在 IP 之上使用 TCP。有时，IP 被称为 TCP/IP，但这种说法不准确，因为这意味着在使用 IP 作为第 3 层协议时必须使用